專(zhuān)利名稱(chēng)：微滴沉積設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微滴沉積設(shè)備，并且在一個(gè)重要實(shí)施例中涉及噴墨印刷 頭，尤其是按需供墨噴墨印刷頭。
背景技術(shù)：
在己知的結(jié)構(gòu)中，例如EP-B-0 278 590中所述，通道形成在壓電材 料主體中，并且通過(guò)由通道壁變位而在墨通道中產(chǎn)生的聲波作用噴射墨 滴。這樣的壁致動(dòng)結(jié)構(gòu)有利地允許緊湊的通道間距，并因此允許狹窄的 噴嘴間距。這樣的共用壁結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性在于，所選通道通過(guò)壁變位而致 動(dòng)可致使在相鄰?fù)ǖ乐幸伯a(chǎn)生壓力變化，即所謂的"串?dāng)_"。已經(jīng)提出通 過(guò)使用僅每隔一個(gè)通道用于微滴噴射來(lái)解決該復(fù)雜性，但是其結(jié)果是增 大了噴嘴的間距。在EP-B-0 278 590中提出，沿相反方向延伸陣列中的交錯(cuò)通道，延 伸的區(qū)域允許由中間通道間隔開(kāi)的通道之間以一定程度壓力連通。通過(guò) 適當(dāng)?shù)剡x擇尺寸，該布置提供了一種使所有通道噴射同時(shí)降低串?dāng)_的方 法。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種微滴沉積設(shè)備，該微滴沉積設(shè)備 包括沿通道陣列方向延伸的通道的陣列，所述通道沿通道長(zhǎng)度方向延伸， 其中，所述陣列中的交錯(cuò)通道沿正交于所述通道長(zhǎng)度方向和所述陣列方 向的墨噴射方向變位，使得所述通道的第一子組具有位于垂直于所述墨 噴射方向的墨噴射平面中的頂面、與位于所述墨噴射平面中的微滴噴射 噴嘴連通并作為噴射通道，而所述通道的第二子組與所述墨噴射平面間 隔開(kāi)并作為非噴射通道，所述通道的第一子組和第二子組通過(guò)可致動(dòng)側(cè)壁分開(kāi)，所述可致動(dòng)側(cè)壁可沿所述陣列方向變位以在所選通道中產(chǎn)生壓 力變化，從而實(shí)現(xiàn)從所選噴嘴進(jìn)行微滴沉積。所述噴射通道的頂面優(yōu)選在所述陣列方向上比所述噴射通道的底面 寬，并且優(yōu)選在與所述噴射通道鄰接的側(cè)壁表面中形成臺(tái)階，從而為每 一個(gè)噴射通道限定上部通道區(qū)域、下部通道區(qū)域和臺(tái)階表面，所述臺(tái)階 表面優(yōu)選基本平行于所述墨噴射平面，所述上部通道區(qū)域在所述陣列方 向上比所述下部通道區(qū)域?qū)?。有利地，所述噴射通道的橫截面基本為T(mén)型或L型。 合適地，分隔所述通道的第一子組的所述上部通道部分的壁為不可 致動(dòng)的。另一方面，本發(fā)明在于一種微滴沉積設(shè)備，該微滴沉積設(shè)備包括 由沿陣列方向延伸以在其間限定相應(yīng)通道的可致動(dòng)側(cè)壁形成的第一陣 列，所述側(cè)壁和所述通道沿通道長(zhǎng)度方向延伸，所述可致動(dòng)側(cè)壁可沿所 述陣列方向變位以在所選通道中產(chǎn)生壓力變化，其中所述陣列中的交錯(cuò) 通道為噴射通道；由側(cè)壁形成的第二陣列，所述側(cè)壁平行于由可致動(dòng)側(cè) 壁形成的所述第一陣列延伸，并相對(duì)于所述第一陣列沿正交于所述通道 長(zhǎng)度方向和所述陣列方向的通道高度方向偏置以在所述側(cè)壁之間限定相 應(yīng)的通道延伸區(qū)域，每一個(gè)通道延伸區(qū)域向著相應(yīng)的噴射通道開(kāi)口；微 滴噴射噴嘴，所述微滴噴射噴嘴與每一個(gè)通道延伸區(qū)域連通，使得噴射 通道的兩個(gè)可致動(dòng)側(cè)壁的致動(dòng)實(shí)現(xiàn)在該噴射通道的通道延伸區(qū)域中從所 述微滴噴射噴嘴進(jìn)行微滴沉積；其中所述第二陣列中的相鄰側(cè)壁之間的 間距大于所述第一陣列中的相鄰可致動(dòng)側(cè)壁之間的間距。優(yōu)選地，每一個(gè)通道延伸區(qū)域的縱橫比約為2以下，相鄰可致動(dòng)側(cè) 壁之間的每一個(gè)通道區(qū)域的縱橫比約為5以上。自所述噴射通道進(jìn)行的所述微滴噴射的方向可平行于每一個(gè)通道的 長(zhǎng)度或正交于每一個(gè)通道的長(zhǎng)度。合適地，具有在側(cè)壁的通道面對(duì)表面上延伸的電極層，并在所述側(cè) 壁中具有臺(tái)階，該臺(tái)階形成所述電極層中的電隔離斷口所在的位置。有利地，所述設(shè)備構(gòu)造成使微滴沉積流體沿每一個(gè)噴射通道連續(xù)流動(dòng)。又一方面，本發(fā)明在于一種微滴沉積設(shè)備，該微滴沉積設(shè)備包括沿 通道陣列方向延伸的通道的陣列，所述通道沿通道長(zhǎng)度方向延伸，其中 所述陣列中的交錯(cuò)通道沿正交于所述通道長(zhǎng)度方向和所述陣列方向的通 道高度方向變位，使得所述通道的第一子組具有位于垂直于所述通道高 度方向的頂部平面中的頂面，而所述通道的第二子組與所述頂部平面間隔開(kāi)；所述通道的第一子組和第二子組由可致動(dòng)側(cè)壁分開(kāi)，所述可致動(dòng)側(cè)壁可沿所述陣列方向變位以在所選通道中產(chǎn)生壓力變化，從而實(shí)現(xiàn)微滴沉積；并且其中在所述通道的第一子組的側(cè)壁中形成臺(tái)階，從而限定 上通道部分、下通道部分和臺(tái)階表面，所述上通道部分在所述陣列方向 上比所述下通道部分寬。優(yōu)選地，所述通道的第一子組的橫截面基本為T(mén)型。 可選地，所述通道的第一子組的橫截面基本為L(zhǎng)型。
現(xiàn)在將參照附圖僅以實(shí)施例方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，附圖中圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的印刷頭布置；圖2示出圖1的印刷頭的變體；圖3示出現(xiàn)有技術(shù)的第二種印刷頭布置；圖4示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式；圖5示出圖4的實(shí)施方式的變體；圖6示出圖5的實(shí)施方式的變體；圖7和圖8示出本發(fā)明實(shí)施方式的剖視圖；圖9示出可選電極圖案；圖10示出圖7的實(shí)施方式的移位結(jié)構(gòu)；圖11示出圖9的實(shí)施方式的變體；圖12示出又一種結(jié)構(gòu)；圖13和14以橫向和縱向剖視圖示出又一實(shí)施方式；和圖15和圖16以橫向剖視圖和等軸測(cè)圖示出再一實(shí)施方式。具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，己知的噴墨印刷頭布置包括多個(gè)形成陣列的墨通道102，其中所述通道沿陣列方向間隔開(kāi)并垂直于陣列方向(向紙內(nèi)觀(guān)看)延伸。通道形成在由上層104和下層106形成的壓電材料(本情況下為PZT(壓 電陶瓷))的主體中。這兩層沿由箭頭108和IIO標(biāo)示的相反方向極化。 所述通道在頂部和底部分別由絕緣片112和114閉合。所述通道與金屬 電極層116對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)垂直于極化(通過(guò)施加到通道壁兩側(cè)上的通道電極 的不同電壓)方向橫跨通道壁施加電場(chǎng)時(shí)，所述壁以剪切模式偏轉(zhuǎn)，并 且變位成采取如虛線(xiàn)118示意性示出的類(lèi)V字形狀。這又引起由該壁界 定的通道中的壓力變化，該壓力變化可用來(lái)實(shí)現(xiàn)從噴嘴120噴射墨?？?看出，墨從通道的端部噴射，因而該布置被稱(chēng)為"端部噴槍"。已經(jīng)提出 多種噴射順序和模式來(lái)控制這種印刷頭布置的微滴噴射。圖2示出圖1中所示的印刷頭的已知變體，其中交錯(cuò)通道垂直偏置。 噴嘴202朝向上通道204底部，朝向通道206頂部布置，從而基本沿直 線(xiàn)布置。圖3示出己知印刷頭布置的第二種類(lèi)型，其中PZT體302形成有多 個(gè)頂部敞開(kāi)的通道304。所述通道由通道壁沿陣列方向分隔，每一個(gè)通道 垂直于陣列方向沿通道長(zhǎng)度方向延伸。所述通道在頂面處由在此形成有 多個(gè)噴嘴306的噴嘴板305閉合。電極(未示出)形成在通道壁上，并 施加橫跨通道壁的電場(chǎng)，使通道壁變位。在操作中，墨流到通道304中，優(yōu)選連續(xù)地從通道的入口端308流 到通道的出口端310。通過(guò)致動(dòng)所選通道的壁使墨從這些通道噴射，產(chǎn)生 的壓力變化致使從噴嘴306產(chǎn)生噴射。該布置被稱(chēng)為"側(cè)噴槍"，并且可 看出，墨從每一個(gè)通道的側(cè)部在其長(zhǎng)度的中間位置噴射。參照?qǐng)D4，示意性示出了本發(fā)明的第一實(shí)施方式，其包括具有通道 陣列的壓電材料(在該實(shí)施例中為PZT)主體。交錯(cuò)通道垂直偏置，通 道402形成在PZT的頂面中并且敞開(kāi)，而通道404形成在PZT中的下部 并且閉合。當(dāng)兩組通道疊置時(shí)，致動(dòng)側(cè)壁由在這些區(qū)域中沿箭頭406所示的相反方向極化的PZT限定。這些側(cè)壁形成有電極，并且如上所述在 電場(chǎng)作用下以剪切模式橫向移動(dòng)?？煽闯?，通過(guò)致動(dòng)側(cè)壁，可在通道中 產(chǎn)生壓力變化，導(dǎo)致從設(shè)置在結(jié)合到PZT上表面并閉合上部通道的噴嘴板(未示出)中的噴嘴(如虛線(xiàn)408所示)噴射微滴。下部通道404未形成有噴嘴，并且不噴射。在該實(shí)施例中，非噴射 通道填充有墨，并與噴射通道的供墨歧管連通。通過(guò)使非噴射管道偏置，可在不存在類(lèi)似的會(huì)降低剛度的細(xì)長(zhǎng)通道 壁的情況下獲得細(xì)長(zhǎng)的噴射通道，細(xì)長(zhǎng)的噴射通道在保持通道的橫截面 面積的同時(shí)提供更靠近的噴嘴間距。在一些實(shí)施方式中，期望上部通道和下部通道具有相似的橫截面面 積?？蓪?duì)影響通道設(shè)計(jì)的尺寸和材料進(jìn)行選擇以便可控制對(duì)發(fā)出到歧管 中的聲噪聲起作用的參數(shù)。 一個(gè)目的是由于改進(jìn)了通道的聲匹配并因此 改進(jìn)了歧管處的抵消，因而減少了歧管中的不期望的壓力波，從而改進(jìn) 了液滴噴射特性。圖5中示出圖4的實(shí)施方式的變體。這里，上部通道502在最上部 區(qū)域中比在其底部處寬，具有通道向下在中途形成的臺(tái)階?？蛇x地，所 述通道可朝向底部成錐形。這能獲得更緊湊的結(jié)構(gòu)，其中需要一定的等 效液壓直徑hD來(lái)將墨流供應(yīng)到噴嘴。等效液壓直徑越大導(dǎo)致流體阻抗越 小，從而就此而言最上部區(qū)域的最佳形式為其寬度(W)等于其高度(H)。 對(duì)于正方形或矩形通道截面，液壓直徑hD公知表示為等于 4WH/(2W+2H)。另外，待與噴嘴連通的通道表面的面積增大，從而允許更大的噴嘴 或者甚至多個(gè)噴嘴與上部通道連通。寬度(W)和高度(H)尺寸應(yīng)選擇成使通道保持適當(dāng)?shù)膭偠龋駝t 會(huì)降低工作特性。通常，通道寬度和高度會(huì)選擇成使得最上壁的剛度近 似于或大于下部致動(dòng)壁的剛度。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可清楚理解的，實(shí) 際尺寸只能在完成仿真后并考慮到可選擇的設(shè)計(jì)、材料和性能的折衷的 情況下作出選擇。圖6中示出一個(gè)變體，其中在修改的噴嘴板部件606中形成分隔最上部通道區(qū)域602的側(cè)壁604的陣列。類(lèi)似地，側(cè)壁604的陣列可形成 在"傳統(tǒng)"噴嘴板下方的噴嘴支撐部件中。圖7中示出根據(jù)本發(fā)明的通道布置的橫截面。從該圖中可看出，上 部或噴射通道具有基本為T(mén)型的橫截面。PZT主體由沿箭頭606標(biāo)示的 相反方向極化的兩個(gè)層602和604形成。在優(yōu)選的制造方法中，在通道 內(nèi)側(cè)沉積金屬涂層608以在通道壁上形成電極。電印制線(xiàn)610將電極連 接到合適的驅(qū)動(dòng)電路。連接到下部通道612的第一組印制線(xiàn)連接到公共 電位(具有固定或變化的振幅)或地。連接到上部通道614、 616的第二 組印制線(xiàn)連接到可選擇地在非零電位被驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)。在該實(shí)施方式 中，僅需(從電方面考慮)在噴射通道下部上具有有源電極。但是，某 些金屬涂層可提供附加的結(jié)構(gòu)剛度，從而通過(guò)將涂層保持在特定區(qū)域(甚 至是從電方面考慮不需要之處)中而形成顯著的性能優(yōu)點(diǎn)。為了形成對(duì)應(yīng)于兩組印制線(xiàn)的電極，需要在致動(dòng)側(cè)壁上的金屬涂層 中沿通道長(zhǎng)度形成斷口。因?yàn)榕_(tái)階結(jié)構(gòu)提供沿陣列方向突出的臺(tái)階表面， 這可方便地通過(guò)例如在臺(tái)階表面上如箭頭620所示進(jìn)行激光切割來(lái)獲得。在PZT主體的端面上涂層也被適當(dāng)?shù)厍懈?，以如線(xiàn)621 (在圖6上 未示出)所示將兩組電極分開(kāi)，這導(dǎo)致最上壁部分618上的涂層連接到 第一組印制線(xiàn)(公共電位或地電位)，該連接由虛線(xiàn)622標(biāo)示。為了操作例如噴射通道614，節(jié)點(diǎn)624由非零信號(hào)驅(qū)動(dòng)，該非零信 號(hào)在由614，標(biāo)注的致動(dòng)區(qū)域中在上部通道614內(nèi)壁上的電極上產(chǎn)生電荷。 這產(chǎn)生橫跨該區(qū)域中的壁的電場(chǎng)，所述壁由于上述極化模式而以V字形 狀變位到通道中。在圖7的布置中，噴射通道被對(duì)稱(chēng)地驅(qū)動(dòng)，該通道兩 側(cè)的可致動(dòng)壁在致動(dòng)區(qū)域中偏轉(zhuǎn)到通道內(nèi)。圖8中示意性示出偏轉(zhuǎn)形狀，圖8還示出具有噴嘴652和654的噴 嘴板650。側(cè)壁656和658的偏轉(zhuǎn)致使在噴射通道614中產(chǎn)生縱向壓力波， 這導(dǎo)致從通道頂部中的噴嘴652噴射微滴。在非噴射通道612中也發(fā)生 壓力變化，但是基本無(wú)影響。重要的是，相鄰的噴射通道616 (和未示出 的其他相鄰噴射通道)保持基本不受通道614噴射的影響。重要的是注 意針對(duì)噴嘴652的該噴射操作提供了實(shí)現(xiàn)微滴噴射的壓力變化順序。側(cè)壁658的偏轉(zhuǎn)(如圖8中所示)產(chǎn)生進(jìn)入通道614的正壓和到通道612 的負(fù)壓。不管?chē)娚錀l件如何，相鄰?fù)ǖ?16會(huì)通過(guò)壁與通道612的順應(yīng) 性而接收到小的負(fù)壓脈沖。類(lèi)似地，通道616在其與通道614相鄰的最 上部區(qū)域?qū)⒔邮盏綁毫γ}沖，只不過(guò)該壓力為正壓。結(jié)構(gòu)的精心設(shè)計(jì)(例 如考慮到相關(guān)壁的順應(yīng)性)使得能進(jìn)行基本消除了相鄰串?dāng)_(注意不 同于歧管中的聲串?dāng)_)的操作。在圖7的布置中，沒(méi)有橫跨壁的最上部分618的場(chǎng)，并因此PZT的 這些部分保持不作用并且不可被致動(dòng)。在可選的電極布置中，這些最上 部分可有利地起作用，如圖9中所示。在圖9的布置中，連接到接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下部通道的印制線(xiàn)和連接 到上部通道的印制線(xiàn)此時(shí)保持為零電位或地電位。該布置中的涂層中的 切口不是如圖7中形成在上部通道的每一個(gè)肩部上，而是形成在上壁部 的一個(gè)肩部上和頂部上。在由直線(xiàn)721標(biāo)示的端面上的切割導(dǎo)致上壁部 一側(cè)740上的電極連接到零電位，而另一側(cè)742上的電極連接到由虛線(xiàn) 744標(biāo)示的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)。在驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)例如節(jié)點(diǎn)750致動(dòng)時(shí)，在致動(dòng)區(qū)域中橫跨下部通道752 的內(nèi)壁建立電場(chǎng)。同時(shí)橫跨上壁部754建立電場(chǎng)。該壁部也如所示被極 化，并因此該壁部將以剪切模式變位。該場(chǎng)的模式導(dǎo)致下部通道752的壁均等的向外偏轉(zhuǎn)，而上壁部754 懸臂式偏轉(zhuǎn)。圖IO中示意性示出了整體偏轉(zhuǎn)形狀，該圖還示出閉合上部 通道的頂部并具有噴嘴804、 806的噴嘴板802以及底部808。該結(jié)構(gòu)的 未偏轉(zhuǎn)形狀以虛線(xiàn)示出?？梢钥闯觯銎D(zhuǎn)致使在通道810中在區(qū)域 812和814處產(chǎn)生位移，兩處的位移都起減小通道容積的作用。同時(shí)，所 述偏轉(zhuǎn)致使在通道820中在區(qū)域822和824處產(chǎn)生增大該通道容積的位 移，而且還在區(qū)域826處產(chǎn)生減小通道820的容積的位移，從而具有抵 消效果。應(yīng)理解通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾统叽?，可產(chǎn)生一種布置，通道810中 的位移借此增強(qiáng)以提供致動(dòng)壓力脈沖，而通道820中的位移借此消除到 零。這樣的布置因此允許在一個(gè)上部通道中噴射，而在相鄰的上部通道中基本沒(méi)有壓力影響。圖11示出本發(fā)明的實(shí)施方式，其中上部通道不對(duì)稱(chēng)。待附接蓋或噴嘴板的上壁部918相對(duì)于前述實(shí)施方式沿陣列方向變位?？梢钥闯?，上 部通道具有基本(倒置的)L型結(jié)構(gòu)。這具有在上部通道中產(chǎn)生更寬的臺(tái) 階表面的效果，該臺(tái)階表面為切割涂層以形成電極提供了更大的面積， 如箭頭920所示。圖12示出本發(fā)明的構(gòu)造成端部噴槍裝置的實(shí)施方式，也就是說(shuō)，以 附圖標(biāo)記1201示意性表示的噴嘴布置在安裝到噴射通道1202的敞幵端 上的噴嘴板中。除此以外該結(jié)構(gòu)與圖5中所示的相似。由可致動(dòng)側(cè)壁1203 形成的第一陣列在它們之間限定出通道，所述通道包括與非噴射通道 1204交錯(cuò)的噴射通道1202。由側(cè)壁1205 (其不需要是可被致動(dòng)的)形成 的第二陣列與可致動(dòng)側(cè)壁1203平行，并且在側(cè)壁1205之間限定出用于 相應(yīng)噴射區(qū)域的通道延伸區(qū)域1206。噴嘴1201與這些通道延伸區(qū)域連通。 通常， 一基板(未示出)將支撐所述的致動(dòng)器和附接到所述致動(dòng)器的最 上表面的蓋(未示出)。本發(fā)明的其他實(shí)施方式具有對(duì)墨閉合并填充有空氣的非噴射通道， 以顯著減少在相鄰噴射通道之間傳遞的串?dāng)_?？蛇x擇其他的適應(yīng)材料來(lái) 完全或部分填充非噴射通道。圖13和圖14示出本發(fā)明的構(gòu)造成端部噴槍裝置可選實(shí)施方式，但 是閉合的非噴射通道的布置對(duì)于例如圖5中所示的側(cè)部噴槍結(jié)構(gòu)也會(huì)是 有利的。在圖13中，壓電材料主體1301具有包含由可致動(dòng)側(cè)壁1303形成的 第一陣列以及由側(cè)壁1305 (其不需要可被致動(dòng))形成的第二平行陣列的 向前區(qū)域。如在前面的實(shí)施方式中那樣，由可致動(dòng)側(cè)壁1303形成的第一 陣列限定在與非噴射通道1304交錯(cuò)的噴射通道1302之間。由側(cè)壁1305 形成的第二平行陣列在側(cè)壁之間限定出通道延伸區(qū)域，所述通道延伸區(qū) 域與以附圖標(biāo)記1306示意性表示并布置在安裝到噴射通道1302的敞開(kāi) 端上的噴嘴板(未示出)中的噴嘴連通。壓電材料主體1301還具有向后區(qū)域1307。噴射通道1302延伸到該向后區(qū)域1307中以利于供墨。出于該目的，設(shè)置在圖14中以附圖標(biāo)記 1308示意性表示的供墨歧管。圖14還示出噴射通道(其通過(guò)鋸切方便地 形成)延伸到主體1301的上表面外的方式。非噴射通道1304從主體1301 的下側(cè)形成(通過(guò)鋸切)，并且確實(shí)與供墨歧管1308連通地連接?，F(xiàn)在參照?qǐng)D15和圖16，圖15和圖16以側(cè)部噴槍結(jié)構(gòu)示出本發(fā)明 的又一個(gè)實(shí)施方式。如作為正交于通道長(zhǎng)度的剖視圖的圖15中所示，壓 電材料主體1501結(jié)合到基板1502。在該布置中，壓電材料主體1501的 總體高度為545pm。主體1501設(shè)有上部通道壁1503的陣列，在上通道壁1503之間限定 出用于相應(yīng)噴射通道的通道延伸區(qū)域1504。安裝到主體1501的上表面上 的噴嘴板1505閉合噴射通道，并設(shè)有噴嘴1506。主體1501還設(shè)有可致動(dòng)側(cè)壁1507的陣列。由這些可致動(dòng)側(cè)壁1507 限定的通道交錯(cuò)地形成噴射通道1508和非噴射通道1510?？梢钥闯?，每 一個(gè)噴射通道1508向相應(yīng)的通道延伸區(qū)域1504開(kāi)口?？芍聞?dòng)側(cè)壁1507 由在附圖標(biāo)記1511處結(jié)合的上部分和下部分形成；上部分和下部分以公 知方式沿相反方向極化，從而使壁以V字剪切模式致動(dòng)。致動(dòng)側(cè)壁的高 度為300|_im，這(與主體501的底部和粘合層一起)使非噴射通道的通 道高度為375|im。非噴射通道的寬度為35pm。以附圖標(biāo)記1511表示的電極如前面關(guān)于圖7的描述那樣廣義連接， 但是在該情況下，電極結(jié)構(gòu)中的隔離斷口設(shè)置在由噴射通道1508和其通 道延伸區(qū)域1504形成的T型結(jié)構(gòu)的僅一個(gè)臺(tái)階上。這里應(yīng)注意的是，該實(shí)施方式(以及前述實(shí)施方式中的某些其他實(shí) 施方式)的優(yōu)點(diǎn)在于壓電主體1501的頂面可保持金屬化。另外避免了否 則為修整每一壁頂部所需的精細(xì)而復(fù)雜的處理，并且噴鍍金屬可確實(shí)簡(jiǎn) 化與噴嘴板(以側(cè)噴槍結(jié)構(gòu))或蓋(以端部噴槍結(jié)構(gòu))結(jié)合的形成。圖16以等軸測(cè)圖示出該結(jié)構(gòu)，為了清楚起見(jiàn)去除了噴嘴板。主體 1501的端部表面被斜切，以使得能夠通過(guò)正交于基板的激光束為這些端 部表面繪制圖案。在使用中，墨優(yōu)選連續(xù)地流動(dòng)經(jīng)過(guò)具有設(shè)置在主體1501的相對(duì)兩端的入口墨歧管和出口墨歧管的噴射通道。非噴射通道1510在該布置中對(duì) 供墨開(kāi)放；已經(jīng)注意到，在可選結(jié)構(gòu)中，這些非噴射通道可用例如硅膠 之類(lèi)的適應(yīng)材料填充，或者對(duì)墨閉合而對(duì)空氣開(kāi)放。返回到圖15，可以看出本發(fā)明的實(shí)施方式可如何巧妙地滿(mǎn)足兩種看 似矛盾的設(shè)計(jì)要求。為了以最小容積產(chǎn)生大的壓力變化，要求通道是細(xì) 的并具有薄壁。但是，細(xì)通道對(duì)于墨流表現(xiàn)出高阻抗，從而不易許可先 前已發(fā)現(xiàn)提供重要優(yōu)點(diǎn)的通過(guò)通道的相對(duì)較高的連續(xù)流速。由于該原因， 通過(guò)通道的流速可以是微滴噴射時(shí)通過(guò)噴嘴的最大流速的兩倍、五倍或 十倍。圖15中所示的布置解決了該問(wèn)題。在通道延伸區(qū)域1504中噴射通 道的厚度由壁1503之間的間距限定，并且相對(duì)較大。因此通道延伸區(qū)域 1504為沿通道長(zhǎng)度方向(也就是說(shuō)從圖15中的圖面出來(lái))的墨流提供了 相對(duì)較低的阻抗。但是，在致動(dòng)區(qū)域中噴射通道的寬度由可致動(dòng)側(cè)壁1507 的間距獨(dú)立控制。在該布置中，可致動(dòng)側(cè)壁1507的間距提供35pm的通 道寬度，而非致動(dòng)壁1503的間距提供100pm的延伸通道區(qū)域厚度。通道 延伸區(qū)域1504的深度為120(im，總噴射通道深度為470|im。還應(yīng)注意，雖然非致動(dòng)側(cè)壁1503的壁厚繪制成與可致動(dòng)側(cè)壁1507 的壁厚大致相同，但這不是必要條件，并且在特定的應(yīng)用中可對(duì)非致動(dòng) 壁1503的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)以平衡延伸通道區(qū)域1504中的需要通道寬度和 通道壁的需要?jiǎng)偠取Ｔ趦?yōu)選布置中，通道延伸區(qū)域具有約為2以下，更優(yōu)選為約1.5以 下，更加優(yōu)選為約1.2以下的縱橫比(為高度與寬度之比和寬度與高度之 比中的較大者)。在優(yōu)選布置中，每一個(gè)噴射通道的通道延伸區(qū)域的工作區(qū)域(為可 致動(dòng)側(cè)壁之間的區(qū)域)具有約3以上，更優(yōu)選為約5以上，更加優(yōu)選為 約10以上的縱橫比。如已經(jīng)注意到的，在每一個(gè)噴射通道中致動(dòng)區(qū)域與延伸通道區(qū)域的 功能分離還產(chǎn)生這樣的好處在相鄰噴射通道的致動(dòng)區(qū)域和延伸通道區(qū) 域中的不同串?dāng)_作用具有相反意義，從而顯著減小從一個(gè)噴射通道到下一噴射通道的串?dāng)_。雖然以噴墨印刷頭作為實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)理解， 本發(fā)明具有應(yīng)用于微滴沉積設(shè)備的更一般的應(yīng)用。本公開(kāi)的范圍包括這里明確或隱含公開(kāi)的任何新穎特征或這些特征 的組合，或者其任何概括，而無(wú)論其是否與所要求保護(hù)的發(fā)明相關(guān)或者 無(wú)論其是否緩解了由本發(fā)明解決的任一或全部問(wèn)題。本申請(qǐng)人特此聲明， 在該申請(qǐng)或從其衍生的進(jìn)一步申請(qǐng)的任何起訴過(guò)程中，新的權(quán)利要求可 表達(dá)為這樣的特征。具體地說(shuō)，參照所附權(quán)利要求，從屬權(quán)利要求的特 征可以與獨(dú)立權(quán)利要求的特征相組合，并且各獨(dú)立權(quán)利要求的特征可以 按任何適當(dāng)方式組合而不僅僅是以所附權(quán)利要求中列舉的特定組合。
權(quán)利要求
1.一種微滴沉積設(shè)備，該微滴沉積設(shè)備包括沿通道陣列方向延伸的通道的陣列，所述通道沿通道長(zhǎng)度方向延伸，其中，所述陣列中的交錯(cuò)通道沿正交于所述通道長(zhǎng)度方向和所述陣列方向的墨噴射方向變位，使得所述通道的第一子組具有位于垂直于所述墨噴射方向的墨噴射平面中的頂面、與位于所述墨噴射平面中的微滴噴射噴嘴連通并作為噴射通道，而所述通道的第二子組與所述墨噴射平面間隔開(kāi)并作為非噴射通道，所述通道的第一子組和第二子組通過(guò)可致動(dòng)側(cè)壁分開(kāi)，所述可致動(dòng)側(cè)壁可沿所述陣列方向變位以在所選通道中產(chǎn)生壓力變化，從而實(shí)現(xiàn)從所選噴嘴進(jìn)行微滴沉積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微滴沉積設(shè)備，其中，所述噴射通道的頂 面在所述陣列方向上比所述噴射通道的底面寬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微滴沉積設(shè)備，其中，在與所述噴射通道 鄰接的側(cè)壁表面中形成臺(tái)階，從而為每一個(gè)噴射通道限定上部通道區(qū)域、 下部通道區(qū)域和臺(tái)階表面，所述上部通道區(qū)域在所述陣列方向上比所述 下部通道區(qū)域?qū)挕?br>
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微滴沉積設(shè)備，其中，所述臺(tái)階表面基本 平行于所述墨噴射表面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的微滴沉積設(shè)備，其中，所述噴射通道 的橫截面基本為T(mén)型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的微滴沉積設(shè)備，其中，所述噴射通道 的橫截面基本為L(zhǎng)型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微滴沉積設(shè)備，其中，分隔所述通道的第 一子組的所述上通道部分的壁為不可致動(dòng)的。
8. —種微滴沉積設(shè)備，該微滴沉積設(shè)備包括由沿陣列方向延伸以 在其間限定相應(yīng)通道的可致動(dòng)側(cè)壁形成的第一陣列，所述側(cè)壁和所述通 道沿通道長(zhǎng)度方向延伸，所述可致動(dòng)側(cè)壁可沿所述陣列方向變位以在所 選通道中產(chǎn)生壓力變化，其中所述陣列中的交錯(cuò)通道為噴射通道；由側(cè)壁形成的第二陣列，所述側(cè)壁平行于由可致動(dòng)側(cè)壁形成的所述第一陣列 延伸，并相對(duì)于所述第一陣列沿正交于所述通道長(zhǎng)度方向和所述陣列方 向的通道高度方向偏置以在所述側(cè)壁之間限定相應(yīng)的通道延伸區(qū)域，每一個(gè)通道延伸區(qū)域向著相應(yīng)的噴射通道開(kāi)口；微滴噴射噴嘴，所述微滴 噴射噴嘴與每一個(gè)通道延伸區(qū)域連通，使得噴射通道的兩個(gè)可致動(dòng)側(cè)壁 的致動(dòng)實(shí)現(xiàn)在該噴射通道的通道延伸區(qū)域中從所述微滴噴射噴嘴進(jìn)行微 滴沉積；其中所述第二陣列中的相鄰側(cè)壁之間的間距大于所述第一陣列 中的相鄰可致動(dòng)側(cè)壁之間的間距。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微滴沉積設(shè)備，其中，每一個(gè)通道延伸區(qū) 域的縱橫比約為2以下。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的微滴沉積設(shè)備，其中，相鄰可致動(dòng) 側(cè)壁之間的每一個(gè)通道區(qū)域的縱橫比約為5以上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微滴沉積設(shè)備，其中，所述可致動(dòng)側(cè)壁由 壓電材料形成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微滴沉積設(shè)備，其中，自所述噴射通道 進(jìn)行的微滴噴射的方向平行于每一個(gè)通道的長(zhǎng)度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微滴沉積設(shè)備，其中，自所述噴射通道 進(jìn)行的所述微滴噴射的方向正交于每一個(gè)通道的長(zhǎng)度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微滴沉積設(shè)備，該微滴沉積設(shè)備具有在 側(cè)壁的通道面對(duì)表面上延伸的電極層，并在所述側(cè)壁中具有臺(tái)階，該臺(tái) 階形成所述電極層中的電隔離斷口所在的位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8到14中任一所述的微滴沉積設(shè)備，該微滴沉積設(shè)備構(gòu)造成使微滴沉積流體沿每一個(gè)噴射通道連續(xù)流動(dòng)。
16. —種微滴沉積設(shè)備，該微滴沉積設(shè)備包括沿通道陣列方向延伸 的通道的陣列，所述通道沿通道長(zhǎng)度方向延伸，其中所述陣列中的交錯(cuò) 通道沿正交于所述通道長(zhǎng)度方向和所述陣列方向的通道高度方向變位， 使得所述通道的第一子組具有位于垂直于所述通道高度方向的頂部平面 中的頂面，而所述通道的第二子組與所述頂部平面間隔開(kāi)；所述通道的 第一子組和第二子組由可致動(dòng)側(cè)壁分開(kāi)，所述可致動(dòng)側(cè)壁可沿所述陣列方向變位以在所選通道中產(chǎn)生壓力變化，從而實(shí)現(xiàn)微滴沉積；并且其中 在所述通道的第一子組的側(cè)壁中形成臺(tái)階，從而限定上通道部分、下通 道部分和臺(tái)階表面，所述上通道部分在所述陣列方向上比所述下通道部 分寬。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的微滴沉積設(shè)備，其中，所述臺(tái)階表面基 本平行于所述墨噴射平面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16或n所述的微滴沉積設(shè)備，其中，所述通道 的第一子組的橫截面基本為T(mén)型。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16到18中任一所述的微滴沉積設(shè)備，其中，所 述通道的第一子組的橫截面基本為L(zhǎng)型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微滴沉積設(shè)備。噴墨印刷頭具有由限定通道(1508)的可致動(dòng)側(cè)壁(1507)形成的第一陣列，可致動(dòng)側(cè)壁可變位以致使在所選通道中產(chǎn)生壓力，該陣列中的交錯(cuò)通道為噴射通道；和由平行側(cè)壁(1503)形成的第二陣列，所述平行側(cè)壁在通道高度方向上偏置以限定向著相應(yīng)的噴射通道(1508)開(kāi)口的通道延伸區(qū)域(1504)。噴嘴(1506)與每一個(gè)通道延伸區(qū)域連通。第二陣列中的相鄰側(cè)壁之間的間距較大以減小阻抗，而第一陣列中的相鄰可致動(dòng)側(cè)壁之間的間距較小以提供高效的致動(dòng)。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101218102SQ200680025167
公開(kāi)日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者保羅·雷蒙德·特魯里 申請(qǐng)人:Xaar科技有限公司